B357+交叠旋涂制备铜梯度的高效CZTSSe薄膜太阳电池+毛杨

⚫底部富 铜 -顶部贫 铜结构的 CZTSSe薄膜结晶形貌恶化的情形下仍可获得较高光伏性能； ⚫所构建的 底部富 铜 -顶部贫 铜结构的 CZTSSe太阳电池性能提升的原因可能与吸收层内局部成分波动有关； ⚫实现良好电接触的前界面及体内载流子的高效输运； ⚫优化制备工艺 以 消除吸收层底部碎晶 ， 提升结晶质量 ， 有助于进一步 提高 CZTSSe薄膜 器件 光电转换效率 。 结论 This work was supported by the National Natural Science Foundation of China 51572132, 61674082, Tianjin Natural Science Foundation of Key Project 16JCZDJC30700, YangFan Innovative and Entrepreneurial Research Team Project 2014YT02N037. 致谢 1. CZTSSe薄膜太阳电池制备流程 2. 不同 Cu组分结构 的 CZTSSe薄膜截面 SEM图 3. CZTSSe薄膜 AFM＆ KPFM CZTSSe薄膜 晶界处电势高于晶粒内部 ， 引起能带 向 下 弯曲 ， 促进 晶界处 载流子分离 。 CZTSSe薄膜呈现顶部大晶粒 -底部小晶粒的双层结晶形貌； 贫铜薄膜顶部晶粒尺寸更大 ， 呈圆滑 、 平坦的表面形貌； 富铜组分薄膜的底部碎晶粒更加致密 ， 表面粗糙度增加； 底部富铜 -顶部贫铜结构的薄膜结晶恶化 ， 晶粒分层现象更加明显 。 交叠旋涂制备铜梯度的高效 Cu2ZnSnS,Se4 薄膜太阳电池 摘要 毛杨 郭佳佳 敖建平 * 周志强 刘芳芳 张毅 南开大学电子信息与工学工程学院，光电子薄膜器件与技术研究所 ， 天津市光电子薄膜器件与技术重点实验室 天津市津南区海河教育园区同砚路 38号 E- mail 2120200292mail.nankai.edu.cn ⚫富铜组分的 铜基薄膜吸收层具有高迁移率特性，可实现载流子的高效输运 ； ⚫贫铜富锌组分可以抑制 CZTSSe薄膜中的深能级缺陷生成，降低光生载流子非辐射复合损失，提高器件开路电压； ⚫结合 良好电接触的前界面及体内载流子的高效输运特性，构建底部 富 铜 -顶部贫 铜结构的 CZTSSe薄膜太阳电池，转换效率从 6.84提高到 8.80。 Cu-poor Cu-rich Bottom Cu-rich Upper Cu-poor 4. CZTSSe器件 I-V EQE 底部富铜 -顶部贫铜结构结构的 CZTSSe薄膜太阳电 池结合了富铜 （ 长波光响应高 ） 和贫铜 （ 短波光响 应高 ） 的器件优势 ， 表现出整体较高的 EQE响应 。 a b Sample η VOCmV JSCmA/cm2 FF Cu-poor 6.84 358 34.2 55.9 Cu-rich 5.94 346 33.3 51.5 Bottom Cu-rich Upper Cu-poor 8.80 412 34.9 61.2 Solution Cumol/L Znmol/L Snmol/L Smol/L Cu-poor 0.63 0.5 0.58 2.9 Cu-rich 0.69 0.5 0.58 2.9 Sample Cu/ZnSn Zn/Sn Cu-poor 0.76 1.16 Cu-rich 0.83 1.09 不同 Cu组分结构的 CZTSSe薄膜成分表